我們都知道固態硬碟（SSD）速度很快，但我們也知道它的速度只能維持一段時間。 SSD會隨著寫入操作而損耗，損耗速度會因NAND快閃記憶體類型、寫入資料量和資料類型等因素而異。對SSD損壞或老舊SSD效能下降的擔憂，阻礙了許多人升級到固態硬碟。對消費者來說，要理解SSD的耐用性很困難，因為就像手機通話時間一樣，我們大多數人並不清楚自己每天寫入多少資料。因此，計算SSD的寫入/擦除週期數來評估其使用壽命的概念，對他們來說相當陌生。為了幫助SSD買家和現有用戶更了解SSD的壽命和耐用性，我們對一塊Patriot Wildfire SSD進行了近一個月的持續寫入測試，並在寫入270TB數據後對其進行了基準測試，最終完成了本次評測。在本評測中，我們將檢視當一塊 120GB LSI SandForce SF-2200 固態硬碟的剩餘壽命降至 21% 時，其效能會隨時間發生多大變化。
當談到隨時間分析閃存存儲介質的性能時，重要的是要認識到 SSD 會隨著 NAND 的磨損而發生變化。當我們談論這種性能變化時，它不是來自垃圾收集、啟用 TRIM，甚至不是穩定-state 使用，而是圍繞閃存在接近其編程/擦除（P/E 週期）限制時如何降級。 對於這個使用 5,000nm Toshiba MLC Toggle NAND 的特定驅動器，限制約為 32 個 P/E 週期。
為了展示固態硬碟老化過程中這些變化，我們選取了一塊120GB的Patriot WildFire固態硬碟，將其剩餘壽命降至21%，並寫入了270TB的不可壓縮資料。隨後，我們對其進行了安全擦除，使其恢復到接近全新「出廠」狀態進行測試。在此期間，我們也更新了固件，以解決SandForce藍色畫面漏洞帶來的可靠性問題。韌體版本從最初評測的319A升級到了最新的332A，但332A並沒有提升效能。
合成基準
開箱即用，Patriot Wildfire 列出的速度最高為 555MB/s，讀取速度為 520MB/s； 正好在 SATA III 接口的上限。 為了解寫入密集型時間段後性能如何趨於平穩，我們使用 IOMeter 進行 2MB 順序傳輸測試來衡量該驅動器的直線性能。 這些測試只持續幾分鐘，著眼於持續的爆發速度，但沒有進入穩態。
大塊傳輸的性能在很大程度上保持不變。 對於可壓縮數據，2MB 的峰值讀取速度下降了 5MB/s，但考慮到不可壓縮的性能，驅動器的寫入速度實際上提高了 9MB/s。
切換到隨機傳輸，我們的下一個測試在 IOMeter 中保持相同的 2MB 傳輸大小，但從順序工作負載變為隨機工作負載。
在這個領域，不可壓縮的速度基本保持不變，而對於不可壓縮的數據，老舊的 Patriot Wildfire 在寫入速度方面仍然領先 5MB/s。
過渡到小塊傳輸下一個測試也會使用 IOMeter 來查看 4K 隨機性能。
通過小塊隨機傳輸，寫入容量為 270TB 的老式 Patriot Wildfire 在所有方面都更快，以不可壓縮和可壓縮的隨機讀寫速度提升。 使用可壓縮數據時，舊驅動器的速度提高了 6.4%，而考慮不可壓縮的性能時，它僅提高了 0.7%。 對於進入使用壽命這麼遠的驅動器來說，還不算太破舊。
保持 4K 隨機傳輸測試，我們看看在不斷增加的工作負載下的性能。 這模擬了一個多線程工作環境，隊列深度從 1 擴展到 64。
磨損的 Patriot Wildfire 一直領先於新的“開箱即用”Patriot Wildfire，一直到更高的隊列深度，峰值為 55,000 IOPS，而新的為 44,000 IOPS。
4K 隨機寫入速度是一個有趣的變化，它要么是最近與穩定性相關的固件更新之一的未公開好處，要么是隨著 NAND 開始進入而從驅動器中發生的變化。整體性能得到改善並變得更加強大不可壓縮和可壓縮數據的隨機 4K 寫入工作負載在較高隊列深度下穩定。
我們的下一個測試著眼於隊列深度為 4 的驅動器延遲。 在此測試中，我們不僅要查看平均響應時間，還要查看峰值延遲是否隨著驅動器磨損的增加而發生變化。 平均延遲隨著隨機 0.0478K 寫入性能的提高而下降，重複數據從 0.0510ms 磨損到 0.0499ms 新，隨機數據從 0.0503ms 磨損到 36.58ms。 隨著接近其生命週期的結束，峰值延遲也有所下降，新的峰值延遲速度為 45.20 毫秒，而開箱即用為 XNUMX 毫秒。
使用帶有不可壓縮數據的 CrystalDiskMark，我們開始看到新 SSD 與舊 SSD 之間更明顯的差異。 CrystalDiskMark 顯示出較慢的順序和隨機 512K 寫入速度，從新時的 253MB/s 下降到磨損時的 183MB/s。儘管如此，它仍然顯示磨損模型具有更高的隨機 4K 寫入速度。
我們的最後一組綜合基準測試著眼於涵蓋服務器配置文件的混合高隊列深度工作負載。 這些測試從 1 的隊列深度擴展到 128 的隊列深度。我們在這方面可以看到的最大變化是，在恆定的混合讀/寫工作負載下，時鐘上 270TB 的 Patriot Wildfire 的性能終於開始下降下降，特別是不可壓縮的數據速度。 具體來說，在我們的數據庫和工作站配置文件中，性能在隊列深度為 8 左右時顯著下降。文件服務器和只讀 Web 服務器性能在兩種數據配置文件下基本保持不變，磨損的 Wildfire 的性能在隊列深度超過 64 時出現一些漂移.
真實世界的基準
第一個真實測試是我們的 HTPC 場景。 在此測試中，我們包括：在 Media Player Classic 中播放一部 720P HD 電影，在 VLC 中播放一部 480P SD 電影，通過 iTunes 同時下載三部電影，以及通過 Windows Media Center 在 1080 分鐘內錄製一個 15i HDTV 流。 具有較低延遲時間的較高 IOps 和 MB/s 速率是首選。 在此跟踪中，我們記錄了寫入驅動器的 2,986MB 和讀取的 1,924MB。
HTPC 跟踪性能保持不變，儘管磨損驅動器的平均延遲從 0.86 毫秒下降到 0.83 毫秒。
我們的第二個真實測試涵蓋了生產力場景中的磁盤活動。 出於所有意圖和目的，此測試顯示了大多數用戶在正常日常活動下的驅動器性能。 此測試包括：在辦公生產力環境中運行 32 小時，運行 Outlook 2007 的 8 位 Vista 連接到 Exchange 服務器，使用 Chrome 和 IE2007 瀏覽網頁，在 Office 4,830 中編輯文件，在 Adobe Reader 中查看 PDF，以及一小時通過 Pandora 播放兩小時的本地音樂和額外的在線音樂。 在此跟踪中，我們記錄了寫入驅動器的 2,758MB 和讀取的 XNUMXMB。
在生產力設置中，磨損的 Patriot Wildfire 的整體傳輸速度提高了 7MB/s，並且延遲數字從 0.82ms 下降到 0.79ms。
我們的第三個真實測試涵蓋了遊戲環境中的磁盤活動。 與 HTPC 或 Productivity trace 不同，這個在很大程度上依賴於驅動器的讀取性能。 簡單分解讀/寫百分比，HTPC 測試為 64% 寫入，36% 讀取，Productivity 測試為 59% 寫入和 41% 讀取，而遊戲軌跡為 6% 寫入和 94% 讀取。 測試由預配置了 Steam 的 Windows 7 Ultimate 64 位系統組成，其中已經下載並安裝了 Grand Theft Auto 4、Left 4 Dead 2 和 Mass Effect 2。 跟踪記錄了每個遊戲從一開始加載的大量讀取活動，以及遊戲進程中的紋理。 在此跟踪中，我們記錄了寫入驅動器的 426MB 和讀取的 7,235MB。
與我們測量的生產力表現類似，遊戲性能也有所提高，達到 2.35MB/秒，平均響應時間加快 0.01 毫秒。
電源消耗功率
雖然我們可以看到性能的變化，但在酷刑測試後測量功耗對我們來說也很重要。 在磨損的 SSD 上，可壓縮和不可壓縮數據的寫入活動期間的功耗都下降了。 順序讀取功率使用量顯著下降，從新的 3.51 瓦下降到破損的 1.84 瓦。所有其他活動大致保持不變，啟動功率需求激增。
結語
當我們將 120GB Patriot Wildfire 開箱即用的新狀態與被打得瀕臨死亡的狀態進行比較時，結果非常令人印象深刻。 雖然這是一個單一的驅動器樣本，但尋找主流 SSD 的消費者至少應該對這些結果感到滿意。 剩餘 20% 和 270TB 寫入驅動器，在某些區域獲得的性能在其他區域略有下降，但在一天結束時，驅動器仍以接近新的速度巡航。 我們還了解到，在某些使用配置文件下，即那些可能影響企業用戶的配置文件，性能確實開始下降，並且在高隊列深度下不可壓縮數據。 使用 eMLC NAND，在將更多數據寫入驅動器之前，不會接近這些類型的條件。
如果我們計算出 Wildfire 的五年預計壽命，這意味著即使我們現在停止使用 SSD，還剩 20%，寫入的 270TB 相當於每天大約寫入驅動器 150GB，超過每天寫入一個完整的驅動器。 即使是最激進的消費者也不會差點懲罰這麼糟糕的 SSD，如果您這樣做，您可能知道這一點並且會接受少於五年的驅動器壽命。 該驅動器內的 NAND 類型也有所不同，使用 32nm MLC Toggle NAND，額定 5,000 P/E 週期，而 3,000xnm 為 2。
雖然不可否認樣本量為 XNUMX，但隨著 SSD 的採用增加，數據仍然很有趣且相關。 StorageReview 正在繼續開發額外的耐久性測試，目標是向公眾提供更多此類信息，以幫助更好地教育消費者有關 SSD 壽命預期的信息。
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